柱塞式巖屑舉升裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種柱塞式巖屑舉升裝置，舉升裝置包括外筒、斜盤、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、缸體、配流盤，缸體同軸固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，缸體上均勻分布多個(gè)柱塞孔，每個(gè)柱塞孔內(nèi)滑動(dòng)設(shè)有一柱塞體，每個(gè)柱塞體的下端與一滑靴通過球鉸連接，滑靴的下端通過T形滑塊滑動(dòng)設(shè)置在斜盤的T形滑槽中；缸體的下端面與斜盤的傾斜表面之間形成密封的潤滑物儲(chǔ)存空間；轉(zhuǎn)動(dòng)軸和配流盤設(shè)有舉升通道。利用該舉升裝置使柱塞體和缸體柱塞孔之間形成的腔室工作容積發(fā)生變化，通過缸體和柱塞體產(chǎn)生舉升作用，將巖屑通過舉升通道進(jìn)行舉升。該舉升裝置形成的儲(chǔ)存潤滑物質(zhì)空間保證潤滑物質(zhì)不泄露，從而實(shí)現(xiàn)裝置的長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
【專利說明】
柱塞式巖屑舉升裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于一種鉆井施工的輔助裝置，尤其涉及一種柱塞式巖肩舉升裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鉆井施工需要將巖肩從井底帶至地面，保持井底清潔，避免鉆頭重復(fù)切削，鉆頭才能沒有阻礙地繼續(xù)深鉆。目前攜帶巖肩采用的方法是配置鉆井液，通過鉆井液循環(huán)將井底巖肩帶離井底。但如果采用特殊鉆井工藝，井下工況不容許配置鉆井液，形成鉆井液循環(huán)，那么，輸送巖肩，將巖肩帶離鉆頭，從而保證鉆頭正常工作就成為一個(gè)鉆井工程技術(shù)難題。
[0003]普通斜盤式柱塞栗無法解決這一難題，主要原因在于，普通斜盤式柱塞栗一般靠彈簧等彈性機(jī)械裝置或低壓油提供作用力推動(dòng)柱塞的吸入行程，其輸送介質(zhì)是工作液壓油，滑靴斜盤組件由輸送介質(zhì)(工作液壓油)提供潤滑；當(dāng)舉升輸送巖肩時(shí)，輸送介質(zhì)是巖肩混合液體，即巖肩跟井底的液體混合形成的固液混合物，其中可能含有固相顆粒，柱塞與缸體之間作用力顯著增大，靠彈簧裝置等不能推動(dòng)柱塞的吸入行程，同時(shí)，滑靴斜盤組件也沒有潤滑，使用壽命會(huì)大大降低，顯然，普通斜盤式柱塞栗只能輸送液壓油，而且，對(duì)輸送液壓油的清潔度要求較高，不能輸送以固液混合物為主的巖肩。
[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種柱塞式巖肩舉升裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種柱塞式巖肩舉升裝置，其密封和潤滑效果更好，舉升巖肩時(shí)工作更可靠。
[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種柱塞式巖肩舉升裝置，所述柱塞式巖肩舉升裝置包括:
[0007]外筒，所述外筒具有圓柱形內(nèi)部空間；
[0008]斜盤，所述斜盤固定在所述外筒中，所述斜盤的圓周與所述外筒內(nèi)壁之間密封接觸;所述斜盤的下表面為平面、上表面為傾斜表面，所述傾斜表面上設(shè)有一圈T形滑槽；
[0009]轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸同軸貫穿所述斜盤并與所述斜盤密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸；
[0010]缸體，所述缸體同軸套設(shè)并固定于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述缸體的圓周與所述外筒內(nèi)壁之間密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，所述缸體位于所述斜盤的上方并與所述傾斜表面之間具有間距;所述缸體上圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸均勻分布有多個(gè)上下貫通的柱塞孔，每個(gè)柱塞孔內(nèi)滑動(dòng)密封設(shè)有一柱塞體，每個(gè)柱塞體的下端與一滑靴通過球鉸連接，所述滑靴的下端通過T形滑塊滑動(dòng)設(shè)置在所述T形滑槽中；
[0011]配流盤，所述配流盤固定在所述外筒中，其外圓周與所述外筒內(nèi)壁之間密封接觸；所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸貫穿所述配流盤并與所述配流盤之間密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸;所述配流盤位于所述缸體的上方且所述配流盤下端面與所述缸體的上端面接觸；
[0012]其中，所述缸體的下端面與所述斜盤的傾斜表面之間形成密封的潤滑物儲(chǔ)存空間；所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的內(nèi)部設(shè)有相互分隔的第一軸向通道和第二軸向通道;所述配流盤設(shè)有第一配流通道和第二配流通道，且所述第一配流通道與所述第一軸向通道連通，所述第二配流通道與所述第二軸向通道連通。
[0013]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述第一軸向通道同軸設(shè)置于所述第二軸向通道的下方，兩者之間由第一分隔部隔離;所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的側(cè)壁上位于所述第一分隔部下方和上方的位置分別設(shè)有第一連通窗口和第二連通窗口。
[0014]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述傾斜表面具有一最高點(diǎn)和一最低點(diǎn)；所述第一配流通道和所述第二配流通道的下端均敞開;所述第一配流通道位于所述最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一側(cè)，且所述第一配流通道與所述第一軸向通道通過所述第一連通窗口連通，所述第一配流通道與所述第二連通窗口隔斷；
[0015]所述第二配流通道位于所述最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一側(cè)，且所述第二配流通道與所述第二軸向通道通過所述第二連通窗口連通，所述第二配流通道與所述第一連通窗口隔斷。
[0016]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述第一配流通道的頂端位于所述第一連通窗口與所述第二連通窗口之間；所述第二配流通道的頂端高于所述第二連通窗口的底端；所述第一配流通道和所述第二配流通道在垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的橫截面上的投影均為扇形。
[0017]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述缸體的側(cè)壁上設(shè)有與每個(gè)所述柱塞孔連通的至少一個(gè)第一徑向透孔，所述第一徑向透孔將每個(gè)所述柱塞孔與所述缸體外部連通；
[0018]所述外筒的側(cè)壁上與所述第一徑向透孔高度一致的位置設(shè)有至少一個(gè)第二徑向透孔，所述第二徑向透孔將所述外筒的內(nèi)部和外部連通；
[0019]所述外筒的內(nèi)壁與所述缸體的外壁兩者至少之一上，與所述第一徑向透孔和所述第二徑向透孔高度一致的位置設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽將所述第一徑向透孔和所述第二徑向透孔連通。
[0020]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述缸體的側(cè)壁上設(shè)有與所述柱塞孔對(duì)應(yīng)的多個(gè)第一徑向透孔，所述第一徑向透孔將所述柱塞孔與所述缸體外部連通；
[0021]所述外筒的側(cè)壁上與所述第一徑向透孔高度一致的位置設(shè)有多個(gè)圓周均勻分布的第二徑向透孔，所述第二徑向透孔將所述外筒的內(nèi)部和外部連通；
[0022]所述外筒的內(nèi)壁與所述缸體的外壁兩者至少之一上，與所述第一徑向透孔和所述第二徑向透孔高度一致的位置設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽將所述第一徑向透孔和所述第二徑向透孔連通。
[0023]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述柱塞體包括上部的柱塞部和下部的活塞桿，所述柱塞部的直徑大于所述活塞桿的直徑;所述柱塞部與所述柱塞孔滑動(dòng)密封配合;所述柱塞部位于所述第一徑向透孔的上方;所述活塞桿與所述柱塞孔的內(nèi)壁之間具有間隙，且所述活塞桿通過密封圈與所述柱塞孔的內(nèi)壁滑動(dòng)密封，所述密封圈位于所述第一徑向透孔的下方。
[0024]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述外筒下端的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，位于所述斜盤上方的所述外筒內(nèi)壁上設(shè)有一環(huán)形臺(tái)肩;在所述傾斜表面與所述環(huán)形臺(tái)肩之間設(shè)有一套筒，所述套筒的上表面為平面、下表面為與所述傾斜表面配合的斜面;所述斜盤下方設(shè)有與所述內(nèi)螺紋連接的外螺母，所述斜盤固定在所述外螺母與所述套筒之間，所述套筒抵靠在所述環(huán)形臺(tái)肩上。
[0025]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上位于所述缸體下方的位置設(shè)有外螺紋，所述缸體通過與所述外螺紋連接的內(nèi)螺母軸向固定在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述缸體與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過平鍵或花鍵連接。
[0026]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述外筒上端螺紋連接一上接頭，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸在所述配流盤上方的位置套設(shè)有一彈簧，所述彈簧上方設(shè)有一彈簧壓板，所述彈簧壓板抵靠在所述上接頭的下端面，所述彈簧一端抵靠在所述配流盤的上端面，另一端抵靠在所述彈簧壓板上。
[0027]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述柱塞孔的數(shù)量為7個(gè);所述T形滑槽在所述斜盤垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的橫截面上的投影為圓形。
[0028]采用如上所述柱塞式巖肩舉升裝置的舉升方法包括如下步驟:
[0029]S1、提供所述柱塞式巖肩舉升裝置，將所述柱塞式巖肩舉升裝置連接到鉆井管柱中，通過動(dòng)力系統(tǒng)帶動(dòng)喂料機(jī)構(gòu)和喂料機(jī)構(gòu)下端的鉆頭，鉆頭鉆井形成鉆井巖肩，喂料機(jī)構(gòu)推動(dòng)巖肩上行；
[0030]S2、通過動(dòng)力系統(tǒng)同時(shí)帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)所述缸體旋轉(zhuǎn)，所述缸體帶動(dòng)所述柱塞體旋轉(zhuǎn)，所述柱塞體通過所述T型滑塊受所述斜盤的T型滑槽約束，從而產(chǎn)生上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成舉升動(dòng)作，將巖肩通過所述第一軸向通道、第一配流通道、第二配流通道和第二軸向通道進(jìn)行舉升。
[0031]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的側(cè)壁上分別設(shè)有第一連通窗口和第二連通窗口；所述傾斜表面具有一最高點(diǎn)和一最低點(diǎn)；所述柱塞體從所述最高點(diǎn)位置向所述最低點(diǎn)位置移動(dòng)的過程中，所述柱塞體與所述柱塞孔形成的工作容積不斷增大，下部的喂料機(jī)構(gòu)推動(dòng)巖肩從所述第一軸向通道上升，經(jīng)過所述第一連通窗口進(jìn)入所述第一配流通道，并進(jìn)入所述工作容積中；
[0032]所述柱塞體從所述最低點(diǎn)位置向所述最高點(diǎn)位置移動(dòng)的過程中，所述柱塞體與所述柱塞孔形成的工作容積不斷減小，所述柱塞體推動(dòng)其中的巖肩進(jìn)入到所述第二配流通道中，并經(jīng)過所述第二連通窗口進(jìn)入所述第二軸向通道中進(jìn)行舉升；
[0033]所述缸體每轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)所述柱塞體往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次舉升動(dòng)作。
[0034]由上所述，本實(shí)用新型的巖肩舉升裝置通過斜盤強(qiáng)制推拉的方式實(shí)現(xiàn)柱塞體在柱塞孔內(nèi)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞體和缸體之間形成的腔室工作容積發(fā)生變化，從而可以舉升巖肩。同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸、缸體、斜盤和外筒之間構(gòu)成的封閉腔形成儲(chǔ)存潤滑物質(zhì)的空間，保證潤滑物質(zhì)不泄露，從而實(shí)現(xiàn)裝置的長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，通過在缸體側(cè)壁和外筒側(cè)壁上設(shè)置徑向透孔，保證裝置內(nèi)外的物質(zhì)壓力平衡，避免工作容積中產(chǎn)生真空。
【附圖說明】
[0035]以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:
[0036]圖1:為本實(shí)用新型巖肩舉升裝置沿第一分隔面的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖2:為圖1中沿M-M截面的橫截面示意圖。
[0038]圖3:為圖1中沿N-N截面的橫截面示意圖。
[0039]圖4:為圖1中沿K-K截面的橫截面示意圖。
[0040]其中圖1中的上下方向與本實(shí)用新型巖肩舉升裝置的上下方向一致，圖1中的左右方向?yàn)閺较蚍较颉?br>【具體實(shí)施方式】
[0041]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0042]為了解決采用特殊鉆井工藝時(shí)，井下工況無法形成鉆井液和鉆井液循環(huán)，無法通過鉆井液循環(huán)輸送巖肩從而保證鉆頭正常工作這一鉆井工程技術(shù)問題，如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種柱塞式巖肩舉升裝置100，以實(shí)現(xiàn)鉆井巖肩的舉升輸送。該柱塞式巖肩舉升裝置100包括外筒13、斜盤11、轉(zhuǎn)動(dòng)軸5、缸體6和配流盤4。外筒13為圓柱形套筒件，具有沿軸向延伸的圓柱形內(nèi)部空間。斜盤11固定在圓柱形內(nèi)部空間中，斜盤11為圓柱狀部件，斜盤11的圓周與外筒13內(nèi)壁之間通過密封圈密封接觸。斜盤11的下表面為與軸向垂直的平面、上表面為傾斜表面111，傾斜表面111上設(shè)有一圈T形滑槽112 ο轉(zhuǎn)動(dòng)軸5同軸穿設(shè)在圓柱形內(nèi)部空間中，斜盤11的軸向中央設(shè)有穿孔，轉(zhuǎn)動(dòng)軸5從斜盤11的穿孔穿過并與斜盤11之間密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸。缸體6為圓柱體，缸體6同軸套設(shè)并固定于轉(zhuǎn)動(dòng)軸5上，由轉(zhuǎn)動(dòng)軸5帶動(dòng)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。缸體6的圓周與外筒13內(nèi)壁之間通過密封圈密封并轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，缸體6位于斜盤11的上方并與傾斜表面111之間具有間距。缸體6上圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸5在圓周方向上均勻分布有多個(gè)上下貫通的柱塞孔61，每個(gè)柱塞孔61內(nèi)上下滑動(dòng)密封地設(shè)有一柱塞體7，柱塞體7與柱塞孔61的內(nèi)壁之間緊密接觸并通過密封圈密封，每個(gè)柱塞體7的下端與一滑靴9通過球鉸連接，即每個(gè)柱塞體7的下端形成有一個(gè)球頭，滑靴9的上端對(duì)應(yīng)的設(shè)有一個(gè)球形凹陷，球頭位于球形凹陷內(nèi)形成球鉸連接。滑靴9的下端通過T形滑塊滑動(dòng)設(shè)置在T形滑槽112中。配流盤4整體也為一個(gè)柱狀體，配流盤4固定在圓柱形內(nèi)部空間中，其外圓周與外筒13內(nèi)壁之間通過密封圈密封接觸。配流盤4的中央也設(shè)有軸向穿孔，轉(zhuǎn)動(dòng)軸5從配流盤4的軸向穿孔穿過并與配流盤4之間密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，轉(zhuǎn)動(dòng)軸5貫穿配流盤4并與其密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸。配流盤4位于缸體6的上方且其下端面與缸體6的上端面密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸。
[0043]其中，缸體6的下端面與斜盤的傾斜表面111之間形成密封的潤滑物儲(chǔ)存空間15，即在轉(zhuǎn)動(dòng)軸5、缸體6、斜盤11和外筒13之間構(gòu)成一個(gè)封閉的腔體，該腔體內(nèi)存儲(chǔ)有潤滑物質(zhì)來對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行潤滑，且潤滑物質(zhì)不會(huì)泄漏到該封閉腔體外面;潤滑物質(zhì)為固體潤滑脂或其它常用的潤滑材料。轉(zhuǎn)動(dòng)軸5與配流盤4設(shè)有能將巖肩舉升的舉升通道，轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的內(nèi)部設(shè)有相互分隔的第一軸向通道51和第二軸向通道52;配流盤4設(shè)有相互獨(dú)立的第一配流通道41和第二配流通道42，且第一配流通道41與第一軸向通道51連通，第二配流通道42與第二軸向通道52連通。通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸5帶動(dòng)缸體6轉(zhuǎn)動(dòng)，由斜盤11對(duì)柱塞體7施加強(qiáng)制的推拉力形成柱塞體7在柱塞孔61內(nèi)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。鉆頭鉆井形成的巖肩跟井底的液體混合形成固液混合物，由柱塞體7的舉升作用使巖肩(鉆肩)經(jīng)過舉升通道來舉升。根據(jù)該舉升裝置所要求的顆粒粒徑的范圍來配合相應(yīng)的鉆頭，實(shí)際的使用中證明在一定的粒徑范圍內(nèi)并配合液體使巖肩和液體形成固液混合物，該舉升裝置能達(dá)到很好的舉升效果。
[0044]進(jìn)一步，轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的內(nèi)部從下向上依次同軸設(shè)有相互分隔的第一軸向通道51和第二軸向通道52，第一軸向通道51與第二軸向通道52之間具有第一分隔部53。第一分隔部53下方的轉(zhuǎn)動(dòng)軸5側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)第一連通窗口 54，第一分隔部53上方的轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)第二連通窗口 55。第一連通窗口 54和第二連通窗口 55可以是沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的側(cè)壁圓周均勻設(shè)置的多個(gè)貫通槽，分別將第一軸向通道51和第二軸向通道52與轉(zhuǎn)動(dòng)軸5外部連通。
[0045]傾斜表面111具有一最高點(diǎn)和一最低點(diǎn)，設(shè)定最高點(diǎn)、最低點(diǎn)以及圓柱形內(nèi)部空間軸線所在的平面為第一分隔面A，與第一分隔面A正交且通過圓柱形內(nèi)部空間軸線的平面為第二分隔面B。如圖2至圖4所示，第一配流通道41和第二配流通道42分別位于第二分隔面B的兩側(cè)。第一配流通道41和第二配流通道42的下端均敞開，延伸至缸體6的上端面并能與對(duì)應(yīng)的柱塞孔61連通。第一配流通道41位于與最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一側(cè)，且第一配流通道41與第一軸向通道51通過第一連通窗口 54連通，第一配流通道41與第二連通窗口 55通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸與配流盤之間的轉(zhuǎn)動(dòng)密封隔斷。第二配流通道42位于與最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一側(cè)，且第二配流通道42與第二軸向通道52通過第二連通窗口 55連通，第二配流通道42與第一連通窗口 54通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸與配流盤之間的轉(zhuǎn)動(dòng)密封隔斷。其中第一軸向通道51、第二軸向通道52、第一連通窗口54、第二連通窗口 55、第一配流通道41和第二配流通道42構(gòu)成舉升通道。具體的，第一配流通道41的頂端位于第一連通窗口 54與第二連通窗口 55之間；第二配流通道42的頂端高于第二連通窗口 55的底端。如圖2至圖4所示，第一配流通道41和第二配流通道42在垂直于圓柱形內(nèi)部空間軸線即垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的橫截面上的投影均為扇形。
[0046]柱塞體7可在缸體6的柱塞孔61內(nèi)運(yùn)動(dòng)，形成容積可變的空腔。當(dāng)柱塞體7與滑靴9一起隨缸體6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑靴9只能在斜盤11的T形滑槽112里運(yùn)動(dòng)，從而斜盤11通過滑靴9強(qiáng)力推拉柱塞體7，使之做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞體7和柱塞孔61形成的空腔的工作容積就會(huì)發(fā)生變化，通過工作容積的變化來實(shí)現(xiàn)容納巖肩和排出巖肩。柱塞體7在沿斜盤11自上而下回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)逐漸向缸體6外伸出，使柱塞孔61內(nèi)的工作容積不斷增加，產(chǎn)生局部空間，工作容積變大時(shí)，鉆井巖肩經(jīng)過第一軸向通道51、第一連通窗口 54被送入第一配流通道41并進(jìn)入工作容積。柱塞體7在自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)又逐漸向柱塞孔61內(nèi)推入，使工作腔容積不斷減小，隨著柱塞體7和柱塞孔61形成的工作容積變小，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)到第二配流通道42位置，鉆井巖肩從工作容積經(jīng)過第二配流通道42、第二連通窗口 55進(jìn)入到第二軸向通道52被舉升。缸體6每轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)柱塞體7往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次送入和推出舉升動(dòng)作。
[0047]進(jìn)一步，如圖4所示，缸體6的側(cè)壁上設(shè)有與每個(gè)柱塞孔61連通的至少一個(gè)第一徑向透孔62，第一徑向透孔62將柱塞孔61與缸體6外部連通。外筒13的側(cè)壁上與第一徑向透孔62高度一致的位置設(shè)有至少一個(gè)第二徑向透孔131，第二徑向透孔131將外筒13的內(nèi)部和外部連通。外筒13的內(nèi)壁與缸體6的外壁兩者至少之一上，與第一徑向透孔62和第二徑向透孔131高度一致的位置設(shè)有環(huán)形凹槽16，環(huán)形凹槽16將第一徑向透孔62和第二徑向透孔131連通。柱塞體7的外徑與柱塞孔61的內(nèi)徑之間采用間隙配合，該間隙足以防止巖肩粉末顆粒的通過，但可以通氣，以便更有利于柱塞孔61內(nèi)的壓力與外界壓力相平衡，柱塞體7與柱塞孔61之間采用密封圈進(jìn)行密封，該密封圈位于第一徑向透孔62的下方，能防止?jié)櫥镔|(zhì)泄漏。例如，柱塞體7可以采用上部為直徑較大的柱塞部、下部為直徑較小的活塞桿的形式，柱塞部與柱塞孔61的內(nèi)壁間隙滑動(dòng)配合，該間隙能阻止巖肩粉末顆粒進(jìn)入，活塞桿與柱塞孔61的內(nèi)壁之間具有間隙并通過密封圈密封，當(dāng)柱塞體7運(yùn)動(dòng)到最上邊的位置時(shí)，活塞桿與柱塞孔61內(nèi)壁之間的密封圈仍位于第一徑向透孔62下方，不會(huì)堵上該第一徑向透孔62，該密封圈可以阻止?jié)櫥镔|(zhì)泄漏；當(dāng)柱塞體7運(yùn)動(dòng)到最下邊的位置時(shí)，柱塞部仍位于第一徑向透孔62上方，柱塞部在軸向上要具有足夠的長度以滿足阻止巖肩顆粒泄漏的要求。活塞桿的下端與滑靴9球鉸連接。通過兩個(gè)徑向透孔的連通，可以保證該裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中內(nèi)外的物質(zhì)壓力平衡，避免工作容積中產(chǎn)生真空。
[0048]進(jìn)一步，外筒13下端的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，位于斜盤11上方的外筒13內(nèi)壁上設(shè)有一環(huán)形臺(tái)肩；在傾斜表面111與環(huán)形臺(tái)肩之間設(shè)有一套筒10，套筒10的上表面為平面、下表面為與傾斜表面111配合的斜面。套筒10的上表面抵靠在環(huán)形臺(tái)肩上，下表面抵靠在斜盤11上。斜盤11下方設(shè)有外螺母12，外螺母12螺紋連接在外筒13的內(nèi)螺紋上將斜盤11緊固，斜盤11固定在內(nèi)螺母12與套筒10之間，套筒10抵靠在環(huán)形臺(tái)肩上。轉(zhuǎn)動(dòng)軸5上位于缸體6下方的外壁上設(shè)有外螺紋，缸體6通過與外螺紋連接的內(nèi)螺母8軸向固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸5上，缸體6與轉(zhuǎn)動(dòng)軸5通過平鍵或花鍵連接進(jìn)行傳遞扭矩和同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0049]進(jìn)一步，外筒13上端螺紋連接一上接頭I，配流盤4上方的轉(zhuǎn)動(dòng)軸5外部套設(shè)有一彈簧3，彈簧3上方設(shè)有一彈簧壓板2，彈簧壓板2抵靠在上接頭I的下端面，彈簧3—端抵靠在配流盤4的上端面，另一端抵靠在彈簧壓板2上，通過彈簧3向彈簧壓板2施壓，增強(qiáng)彈簧壓板2與上接頭I下端面之間端面密封的密封性能。
[0050]進(jìn)一步，如圖4所示，柱塞孔61的數(shù)量可以設(shè)置為7個(gè)。T形滑槽112在斜盤11垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)軸5的橫截面上的投影為圓形。通過T形滑槽112的圓心并與傾斜表面111垂直的直線與圓柱形內(nèi)部空間軸線之間的夾角α與傾斜表面111的傾斜角β相同。該斜盤11、滑靴9與柱塞體7的連接結(jié)構(gòu)如此設(shè)置能使各個(gè)柱塞體7在跟隨缸體6轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，通過滑靴9順暢的沿著T形凹槽進(jìn)行滑動(dòng)，同時(shí)在柱塞孔61內(nèi)進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0051]本實(shí)用新型還提供了一種采用上述柱塞式巖肩舉升裝置100的舉升方法，該舉升方法包括如下步驟:
[0052]S1、提供柱塞式巖肩舉升裝置100，將柱塞式巖肩舉升裝置100連接到鉆井管柱中，通過動(dòng)力系統(tǒng)帶動(dòng)喂料機(jī)構(gòu)和喂料機(jī)構(gòu)下端的鉆頭，喂料機(jī)構(gòu)為連接在管柱中的輔助裝置，鉆頭鉆井形成鉆井巖肩，喂料機(jī)構(gòu)推動(dòng)巖肩上行。
[0053]S2、通過動(dòng)力系統(tǒng)同時(shí)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸5旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸5帶動(dòng)缸體6旋轉(zhuǎn)，缸體6帶動(dòng)柱塞體7旋轉(zhuǎn)，柱塞體7通過T型滑塊受斜盤11上T型滑槽的約束，從而產(chǎn)生上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成舉升動(dòng)作，將巖肩通過第一軸向通道51、第一配流通道41、第二配流通道42和第二軸向通道52進(jìn)行舉升。
[0054]具體的，柱塞體7從最高點(diǎn)位置向最低點(diǎn)位置移動(dòng)的過程中，柱塞體7與缸體柱塞孔61形成的工作容積不斷增大，下部喂料機(jī)構(gòu)推動(dòng)巖肩從第一軸向通道51上升，經(jīng)過第一連通窗口 54進(jìn)入第一配流通道41，并進(jìn)入工作容積中；
[0055]柱塞體從最低點(diǎn)位置向最高點(diǎn)位置移動(dòng)的過程中，柱塞體7與缸體柱塞孔61形成的工作容積不斷減小，柱塞體7推動(dòng)其中的巖肩進(jìn)入到第二配流通道42中，并經(jīng)過第二連通窗口 55進(jìn)入第二軸向通道52中完成舉升；
[0056]缸體6每轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)柱塞體7往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次舉升動(dòng)作。
[0057]由上所述，該巖肩舉升裝置中的運(yùn)動(dòng)件有:轉(zhuǎn)動(dòng)軸5、缸體6、外螺母8、柱塞體7、滑靴9;固定件有:上接頭1、彈簧壓板2、彈簧3、配流盤4、套筒10、斜盤11、內(nèi)螺母12、外筒13，轉(zhuǎn)動(dòng)軸在外部驅(qū)動(dòng)的情況下可帶動(dòng)缸體、柱塞體、滑靴一起轉(zhuǎn)動(dòng)。通過斜盤強(qiáng)制推拉的方式實(shí)現(xiàn)柱塞體在柱塞孔內(nèi)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，柱塞體和缸體之間形成的腔室工作容積發(fā)生變化，從而可以舉升巖肩。同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸、缸體、斜盤和外筒之間構(gòu)成的封閉腔形成儲(chǔ)存潤滑物質(zhì)的空間，保證潤滑物質(zhì)不泄露，從而實(shí)現(xiàn)裝置的長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，通過在缸體側(cè)壁和外筒側(cè)壁上設(shè)置徑向透孔，保證裝置內(nèi)外的物質(zhì)壓力平衡，避免工作容積中產(chǎn)生真空。
[0058]以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種柱塞式巖肩舉升裝置，其特征在于，所述柱塞式巖肩舉升裝置包括: 外筒，所述外筒具有圓柱形內(nèi)部空間； 斜盤，所述斜盤固定在所述外筒中，所述斜盤的圓周與所述外筒內(nèi)壁之間密封接觸;所述斜盤的下表面為平面、上表面為傾斜表面，所述傾斜表面上設(shè)有一圈T形滑槽； 轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸同軸貫穿所述斜盤并與所述斜盤密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸； 缸體，所述缸體同軸套設(shè)并固定于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述缸體的圓周與所述外筒內(nèi)壁之間密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，所述缸體位于所述斜盤的上方并與所述傾斜表面之間具有間距;所述缸體上圍繞所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸均勻分布有多個(gè)上下貫通的柱塞孔，每個(gè)柱塞孔內(nèi)滑動(dòng)密封設(shè)有一柱塞體，每個(gè)柱塞體的下端與一滑靴通過球鉸連接，所述滑靴的下端通過T形滑塊滑動(dòng)設(shè)置在所述T形滑槽中； 配流盤，所述配流盤固定在所述外筒中，其外圓周與所述外筒內(nèi)壁之間密封接觸;所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸貫穿所述配流盤并與所述配流盤之間密封轉(zhuǎn)動(dòng)接觸;所述配流盤位于所述缸體的上方且所述配流盤下端面與所述缸體的上端面接觸； 其中，所述缸體的下端面與所述斜盤的傾斜表面之間形成密封的潤滑物儲(chǔ)存空間；所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的內(nèi)部設(shè)有相互分隔的第一軸向通道和第二軸向通道;所述配流盤設(shè)有第一配流通道和第二配流通道，且所述第一配流通道與所述第一軸向通道連通，所述第二配流通道與所述第二軸向通道連通。2.如權(quán)利要求1所述的柱塞式巖肩舉升裝置，其特征在于，所述第一軸向通道同軸設(shè)置于所述第二軸向通道的下方，兩者之間由第一分隔部隔離;所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的側(cè)壁上位于所述第一分隔部下方和上方的位置分別設(shè)有第一連通窗口和第二連通窗口。3.如權(quán)利要求2所述的柱塞式巖肩舉升裝置，其特征在于，所述傾斜表面具有一最高點(diǎn)和一最低點(diǎn)；所述第一配流通道和所述第二配流通道的下端均敞開;所述第一配流通道位于所述最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一側(cè)，且所述第一配流通道與所述第一軸向通道通過所述第一連通窗口連通，所述第一配流通道與所述第二連通窗口隔斷； 所述第二配流通道位于所述最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一側(cè)，且所述第二配流通道與所述第二軸向通道通過所述第二連通窗口連通，所述第二配流通道與所述第一連通窗口隔斷。4.如權(quán)利要求3所述的柱塞式巖肩舉升裝置，其特征在于，所述第一配流通道的頂端位于所述第一連通窗口與所述第二連通窗口之間；所述第二配流通道的頂端高于所述第二連通窗口的底端;所述第一配流通道和所述第二配流通道在垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的橫截面上的投影均為扇形。5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的柱塞式巖肩舉升裝置，其特征在于，所述缸體的側(cè)壁上設(shè)有與每個(gè)所述柱塞孔連通的至少一個(gè)第一徑向透孔，所述第一徑向透孔將每個(gè)所述柱塞孔與所述缸體外部連通； 所述外筒的側(cè)壁上與所述第一徑向透孔高度一致的位置設(shè)有至少一個(gè)第二徑向透孔，所述第二徑向透孔將所述外筒的內(nèi)部和外部連通； 所述外筒的內(nèi)壁與所述缸體的外壁兩者至少之一上，與所述第一徑向透孔和所述第二徑向透孔高度一致的位置設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽將所述第一徑向透孔和所述第二徑向透孔連通。6.如權(quán)利要求5所述的柱塞式巖肩舉升裝置，其特征在于，所述柱塞體包括上部的柱塞部和下部的活塞桿，所述柱塞部的直徑大于所述活塞桿的直徑;所述柱塞部與所述柱塞孔滑動(dòng)密封配合;所述柱塞部位于所述第一徑向透孔的上方;所述活塞桿與所述柱塞孔的內(nèi)壁之間具有間隙，且所述活塞桿通過密封圈與所述柱塞孔的內(nèi)壁滑動(dòng)密封，所述密封圈位于所述第一徑向透孔的下方。7.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的柱塞式巖肩舉升裝置，其特征在于，所述外筒下端的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)螺紋，位于所述斜盤上方的所述外筒內(nèi)壁上設(shè)有一環(huán)形臺(tái)肩；在所述傾斜表面與所述環(huán)形臺(tái)肩之間設(shè)有一套筒，所述套筒的上表面為平面、下表面為與所述傾斜表面配合的斜面;所述斜盤下方設(shè)有與所述內(nèi)螺紋連接的外螺母，所述斜盤固定在所述外螺母與所述套筒之間，所述套筒抵靠在所述環(huán)形臺(tái)肩上。8.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的柱塞式巖肩舉升裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上位于所述缸體下方的位置設(shè)有外螺紋，所述缸體通過與所述外螺紋連接的內(nèi)螺母軸向固定在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述缸體與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過平鍵或花鍵連接。9.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的柱塞式巖肩舉升裝置，其特征在于，所述外筒上端螺紋連接一上接頭，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸在所述配流盤上方的位置套設(shè)有一彈簧，所述彈簧上方設(shè)有一彈簧壓板，所述彈簧壓板抵靠在所述上接頭的下端面，所述彈簧一端抵靠在所述配流盤的上端面，另一端抵靠在所述彈簧壓板上。10.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的柱塞式巖肩舉升裝置，其特征在于，所述柱塞孔的數(shù)量為7個(gè);所述T形滑槽在所述斜盤垂直于所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的橫截面上的投影為圓形。
【文檔編號(hào)】E21B21/00GK205477458SQ201521140864
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】周志雄, 鄒來方, 韓規(guī)劃, 李群, 劉繼亮, 毛為民
【申請(qǐng)人】中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院, 北京康布爾石油技術(shù)發(fā)展有限公司